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Totale Elektronenstreuquerschnitte von Pyrimidin

31.01.2011

Für die Berechnung der Spurstruktur im für die Nanodosimetrie relevanten Bereich sind die Elektronenstreuquerschnitte von DNA-Bausteinen von großer Bedeutung. In diesem Zusammenhang spielen die totalen Elektronenstreuquerschnitte eine wichtige Rolle. Als die integrale Summe aller Wechselwirkungsquerschnitte werden sie nicht nur zur Überprüfung der Konsistenz von experimentellen Datensätzen eingesetzt sondern auch häufig verwendet, um nur relativ gemessene differentielle Wechselwirkungsquerschnitte auf eine absolute Skala zu bringen. Ferner werden sie bei Monte-Carlo Simulationen des Strahlungstransports für die Ermittlung des Abstandes zwischen zwei aufeinander folgenden Wechselwirkungspunkten benötigt.

Neben der experimentellen Bestimmung der Elektronenstreuquerschnitte von Molekülgruppen des DNA-Strangs wurden die totalen Elektronenstreuquerschnitte σt von Pyrimidin, dem Grundbaustein der Nukleinbasen Cytosin und Thymin, gemessen. Die Messung erfolgte mit Hilfe eines linearen Transmissionsexperimentes für Elektronenenergien T zwischen 20 eV und 1 keV. Abbildung 1 zeigt die Messergebnisse im Vergleich zu theoretischen Werten [1],die mit Hilfe von "independent atom-screened additivity rule" berechnet wurden. Eine gute Übereinstimmung der beiden Datensätze innerhalb der Messunsicherheiten ist erkennbar. In Abbildung 2 sind die auf die Anzahl Nval der Valenzelektronen normierten totalen Elektronenstreuquerschnitte verschiedener organischer Moleküle als Funktion der Elektronenenergie T aufgetragen. Es ist ersichtlich, dass für Elektronenenergien oberhalb von etwa 20 eV die totalen Elektronenstreuquerschnitte gut mit der Anzahl der Valenzelektronen skalierbar sind.

Abbildung 1 : Experimentelle totale Elektronenstreuquerschnitte () von Pyrimidin im Vergleich zu mit Hilfe von "independent atom-screened additivity rule" berechneten theoretischen Werten (-) [1].

Abbildung 2 : Auf die Anzahl der Valenzelektronen Nval normierte totale Elektronenstreuquerschnitte verschiedener organischer Moleküle

Literatur:

  1. A. Zecca, L. Chiari, G. Garcia, F. Blanco, E. Trainotti and M. J. Brunger, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 43, 215204 (2010).